Soluciones Técnicas

Aplicaciones de calor extremo

CHIMENEAS

v2. 13/06/2016

ÍNDICE

1. Conceptos básicos relativos al calor extremo

2. Tipologías de chimeneas

2.1. Clasificación por la forma en que se genera el calor 2.2. Clasificación por las medidas de aislamiento que suelen incorporar

3. Posibilidades de uso Dekton® alrededor de la chimeneas

3.1. Chimenea convencional 3.2. Chimenea prefabricada

4. Aspectos a considerar

4.1. Aspectos térmicos 4.2. Otros aspectos en los que puede influir la chimenea

5. Casos prácticos

CASO 1: Chimenea con estructura metálica revestida sin margen para dilatar CASO 2: Chimenea revestida por mueble sin ventilación interior CASO 3: Revestimiento de chimenea sin tener en cuenta el efecto radiante

ANEXO I: Montaje típico de una chimenea prefabricada revestida con Dekton® ANEXO II: Fichas tipo de chimeneas prefabricadas y aspectos térmicos que incluye

1. CONCEPTOS BÁSICOS RELATIVOS AL CALOR EXTREMO

1.1 Parámetros Dekton especialmente relevantes para esta aplicación:

Temperatura máxima: 300 ºC.

Dilatación térmica lineal: entre 5,1 y 6,5. 10⁻⁶ · ºC⁻¹ (UNE EN ISO 10545-8)

Conductividad térmica: 0,483 W/m.k (EN 12524)

Resistencia a flexión: > 59 N/mm² (UNE EN ISO 10545-4)

1.2 Formas de transmisión del calor:

Calor por conducción (transmisión de calor por contacto directo entre cuerpos): Evitar el contacto directo con fuentes de calor (p.ej. leña incandescente) y partes metálicas que podrían superar la temperatura máxima (p.ej. marco perimetral del vidrio de cerramiento de chimeneas cerradas).

Calor por radiación (emisión de calor entre cuerpos sin contacto directo entre ellos): Evitar dicho efecto cuando el emisor supere la temperatura máxima (p.ej. revestimiento interior de una chimenea convencional).

Calor por convección (transferencia de calor entre cuerpos a través del movimiento de un fluido- gas o líquido-): Facilitar la circulación del aire en contacto con superficies muy calientes de la chimenea, para evitar un calentamiento continuado y progresivo por falta de ventilación (p.ej. encimeras huecas bajo el hogar de chimeneas empotradas en muebles encimera con faldones hasta el suelo).

Llama directa: Evitar el contacto directo con la llama (p.ej. en revestimientos internos de chimeneas convencionales en los que exista el riesgo de que se proyecte la llama contra la superficie).

1.3 Fenómenos relacionados con el calor extremo:

Tener siempre en cuenta cómo dilata cada material sometido a cambios de temperatura (p.ej. estructura metálica de la chimenea) para evitar tensiones por falta de previsión de espacio para esa expansión.

2. TIPOLOGÍA DE CHIMENEAS

2.1 Clasificación por la forma en la que se genera el calor:

CHIMENEAS DE LEÑA: Convencionales. Las temperaturas alcanzadas pueden ser muy elevadas. Son muy sucias, en cualquier momento pueden saltar ascuas. Deben disponer de un tiro vertical (salida de humos) por el tejado.

CHIMENEAS DE GAS: Funcionan con gas natural, butano o propano. Se puede regular la intensidad de la llama y regular la temperatura. Hay que tener en cuenta el calor de la llama y el calor que alcanza la conducción metálica por donde circula el gas. Necesitan una salida al exterior. Se recomienda proteger la pared con un panel aislante. Pueden ser de dos tipos: Incorporadas e independientes tipo estufa.

CHIMENEAS ELÉCTRICAS: “Estufas eléctricas” que realizan un efecto visual de fuego, pero no tienen llama, no usa combustible. El calor es regulable y no necesitan salida de humos. Máximo 1000-2000 W.

CHIMENEAS DE BIOETANOL: Funcionan quemando un carburante líquido llamado Bioetanol. No necesitan ni tiro ni extractor de humo. Pese a alcanzar menos temperatura que las de leña, su temperatura sigue siendo muy elevada.

2.2 Clasificación por las medidas de aislamiento que suelen incorporar:

CHIMENEAS CONVENCIONALES

pueden ser montadas por partes en obra

no suelen estar aisladas térmicamente (una parte importante del calor pasa a través de las paredes)

no existe un fabricante industrial detrás

no existe una ficha técnica del modelo con temperaturas máximas

CHIMENEAS PREFABRICADAS

se reciben en obra como un todo

suelen estar aisladas térmicamente (para que el calor salga por una rejilla de aire y/o el cristal frontal)

el fabricante responde por la solución

cada modelo industrial incluye una ficha técnica

3. POSIBILIDADES DE USO DEKTON® ALREDEDOR DE LA CHIMENEA

HABITUALES

Revestimiento exterior delante: separado del calor por pared interior refractaria (resistente a la acción del fuego)

Revestimiento exterior lateral: separado del calor por pared interior refractaria

Mueble encimera (no suele ser un plano horizontal, sino algo volumétrico)

ESPECIALES

Revestimiento interior: no se recomienda

En las siguientes imágenes se muestran la tipología de chimeneas y las diversas posibilidades en las que se

puede colocar Dekton®:

3.1 Chimenea convencional

3.2 Chimenea prefabricada

Revestimiento exterior (lateral)

Revestimiento exterior (delante)

Revestimiento exterior (delante, lateral)

Mueble encimera

HOGAR

CARCASA

CARCASA

HUECO

4. ASPECTOS A CONSIDERAR

4.1 Aspectos térmicos

RIESGOS DERIVADOS DEL CALOR EXTREMO.

En chimeneas convencionales abiertas: Riesgo alto de que se supere la temperatura máxima (por llama directa, fuego incontrolable, paredes interiores no refractarias y marcos de ventanas mal resueltos).

En chimeneas prefabricadas: Riesgo menor de que se supere la máxima temperatura, pero deben cuidarse los fenómenos relacionados: carcasa metálica que dilata y contrae con cada uso, falta de ventilación.

PARTICULARIDADES SEGÚN EL USO:

APLACADOS. Es necesaria pared de separación (material refractario) más aislante para que los adhesivos soporten las temperaturas resultantes (consultar a los fabricantes de adhesivos cuáles son más adecuados). Prever fijación adicional mediante anclaje mecánico. Tener en cuenta que los materiales pegados tienen limitado el movimiento.

MUEBLE ENCIMERA / REPISA. Cuando la chimenea se sitúa centrada en un hueco de encimera, se debe dejar espacio suficiente entre el emisor de calor y la misma por posibles dilataciones diferentes, el calor debe salir por la parte superior y se debe evitar que el canto del hueco esté expuesto a la llama. Cuando la chimenea se sitúa debajo, dejar un espacio de al menos 10 cm entre material y emisor del calor, que en todo caso deberá aislarse.

CIRCUITO DE ALIMENTACIÓN DEL CALOR. En las chimeneas de gas, estos circuitos pueden alcanzar altísimas temperaturas, por lo que se tiene que cuidar el aislamiento en todo el recorrido.

TIRO VERTICAL DE LA CHIMENEA. Debe estar adecuadamente aislado para hacer correctamente la función de tiro y evitar la transmisión de calor al revestimiento.

4.2 Otros aspectos en los que puede influir la chimenea

Aspectos dimensionales

EXPANSIÓN LIBRE. Los materiales metálicos (p.ej. que se pueden encontrar en ventanas de chimeneas) tienen una dilatación muy superior a Dekton®, por tanto evitar el contacto directo, dejando un espacio suficiente (que dependerá de la temperatura máxima que pueda alcanzar).

ELABORACIÓN DEL APLACADO:

ESQUINAS INTERIORES. Las esquinas deben ser cuidadosamente elaboradas, sin desportillos y con un radio mínimo de 10 mm. Evitar que el metal dilatado al máximo las presione. Especial atención en el caso de esquinas que puedan sufrir dobles esfuerzos.

INGLETADOS. Los cantos ingletados han de ser rectos de principio a fin, sin esquinas interiores ni cambios del plano de corte (p.ej. de inglete a recto).

JUNTAS. Si la superficie de trabajo es muy larga y requiere más de una pieza, la junta en el hueco será preferiblemente dejando una banda en cada pieza, en lugar de las 2 bandas en una única pieza. Con ello quedan 2 esquinas redondeadas y se reducen posibles tensiones por cambios de temperatura.

Aspectos de instalación

SOPORTES. Si la estructura que soporta el mueble encimera es metálica y está expuesta al calor se pueden producir efectos imprevistos no deseados (p.ej. tensiones en aplacados por dilatación). Por tanto, la colocación debe ser muy cuidadosa, asegurando que las distancias se respeten en toda la instalación.

Aspectos de uso

OBJETOS CALIENTES. El contenedor del combustible y la bandeja de leña son potenciales emisores de calor extremo. Toda precaución en la manipulación de los mismos es poca.

5. CASOS PRÁCTICOS

CASO 1: Chimenea con estructura metálica revestida sin margen para dilatar.

DEFICIENCIA DETECTADA: Estructura metálica expuesta al calor de la chimenea (aspecto dimensional y de instalación). ASPECTOS CRÍTICOS: La estructura que soporta la chimenea puede llegar a alcanzar varios cientos de grados al estar expuesta al calor, llegando a dilatar centímetros respecto a su dimensión cuando está a temperatura ambiente. Esa dilatación se puede producir en varias direcciones, pensionando el material que la reviste hasta la rotura. BUENAS PRÁCTICAS: Conviene diseñar el revestimiento con formas rectas sencillas, dejando juntas entre ellas, para facilitar movimientos en varias direcciones. Hay que dejar espacio suficiente entre los bordes metálicos y el revestimiento. El material se puede pegar a los ladrillos mediante adhesivo, ya que dilatan de forma parecida y trabajarán solidariamente. Elegir productos refractarios para esa aplicación.

CASO 2: Chimenea revestida por mueble sin ventilación interior.

DEFICIENCIA DETECTADA: Exposición directa a la llama (aspecto térmico). ASPECTOS CRÍTICOS: Las piedras calientes sometidas a calor pueden alcanzar altísimas temperaturas, por tanto su uso debe estar siempre controlado por expertos que sepan limitar la temperatura máxima de las mismas. La estructura porta-brasas bajo el mueble-encimera debe tener una mínima ventilación para evitar un calor extremo, superior al límite establecido. BUENAS PRÁCTICAS: Evitar el contacto con piedras calientes sobre la superficie que superen el máximo definido. Colocar la chimenea bien centrada respecto al hueco (que no quede mucha separación de un lado y escasa en el otro). Tener en cuenta que las esquinas cerca de la chimenea requieren radios de curvatura mayores que los habituales en encimera, al menos de 10 mm. Si la ventilación de la estructura porta-brasas es escasa, dejar junta entre encimera y faldones (en lugar del ingletado de la imagen).

CASO 3: Revestimiento de chimenea sin tener en cuenta el efecto radiante.

DEFICIENCIA DETECTADA: Diseño incorrecto de esquinas (aspecto dimensional). ASPECTOS CRÍTICOS: Los elementos metálicos llegan a alcanzar varios cientos de grados al estar expuestos al calor, llegando a dilatar centímetros respecto a su dimensión estando a temperatura ambiente. BUENAS PRÁCTICAS: Dejar un espacio suficiente con la estructura metálica (mínimo 1 cm), ya que presentan dilataciones muy diferentes. Estudiar con especial atención esquinas y quiebros en el aplacado, anticipando todos los potenciales movimientos de la estructura de la chimenea y los posibles soportes que tenga. Realizar radios de curvatura de 10 mm como mínimo cuando el revestimiento de la pared presenta una geometría poligonal (como en la foto).

ANEXO I. Montaje típico de una chimenea prefabricada sobre una estructura metálica revestida con

Dekton®

1. Antes de comenzar la fabricación de la chimenea,

se debe elegir adecuadamente su colocación, teniendo en cuenta algunos factores que afectan a su uso. Verificar que se cuenta con el material necesario para su montaje: Herramientas, materiales, adhesivo, etc. Comenzar el montaje de la estructura soporte de la chimenea.

2. Una vez realizada la estructura de la chimenea, se

procederá a la colocación de Dekton®. Utilizar un adhesivo específico para el material en que esté fabricada y que soporte el calor al que estará expuesto.

3. Se deben tener en cuenta todos los aspectos

mencionados en este documento, así como las instrucciones indicadas por el fabricante de la chimenea.

ANEXO II. Fichas tipo de chimeneas prefabricadas y aspectos térmicos que incluye CHIMENEA DE GAS

Dimensiones del cuerpo de la chimenea (importantes para el hueco)

Diámetro tubo (importante para la ventilación)

Material con el que está hecha (importante para la dilatación)

Potencia (importante para los aspectos térmicos)

CHIMENEA DE BIOETANOL

Dimensiones del cuerpo de la chimenea

Material con el que está hecha (importante para la dilatación)

Potencia (importante para los aspectos térmicos)